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infotek 2024-11-11 07:54

基于SLM光束整形系统中光学系统像差的研究

空间光调制器(SLM.0003 v1.0) w}l^B>Zz  
应用示例简述 ZrEou}z(*  
1. 系统细节 )J@[8 x`  
 光源 A,EG0yb  
— 高斯激光束 =@4 ,szLO  
 组件 Uz_ob9l<#H  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 (Ud"+a  
— 不同的傅里叶透镜设计(球面,非球面) 具有不同的性能和像差 jW8ad{  
 探测器 V)~b+D  
— 视觉感知的仿真 2Xv}JPS2As  
— 高帽,转换效率,信噪比 }GURq#  
 建模/设计 nw/g[/<;  
— 场追迹: 4K:Aqqhds  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 o'$-  
-FZNk}  
2. 系统说明 h!(# /  
}|Q\@3&  
]Whv%  
"6%{#TZ  
3. 建模&设计结果 igTs[q=Ak  
-!~pa^j  
不同真实傅里叶透镜的结果: ZK t{3P  
Ou4hAm91s  
>V)#y$Z  
nX7F<k4G2  
4. 总结 dRzeHuF92  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 4>d]0=x  
Cd^1E]O0{  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 j-J/yhWO&  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 '@KH@~OzRS  
aO inD  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统,如非球面系统。 ] rqx><!  
uYlyU~M:D  
应用示例详细内容 *N ~'0"#  
Da[#X`Kp$  
系统参数 ?Mo)&,__  
eVMnI yr  
1. 该应用实例的内容 <n k/w5nKL  
:##$-K*W"  
7R5ebMW V  
~FAk4z=Ed  
"\+\,C  
2. 仿真任务 |AExaO"jk  
3jfAv@I~  
在之前的案例中,采用了理想的傅里叶光学系统(2f系统)。在接下来的工作中,使用真实的透镜进行替换,该透镜存在多种光学像差。 /: -&b#+  
5>S1lyam  
3. 参数:准直输入光源 yZ=O+H  
{l/`m.Z  
UnVa`@P^:G  
w `d9" n  
4. 参数:SLM透射函数 D{d%*hlI 3  
]!"7k_  
4!ZT_q  
5. 由理想系统到实际系统 .P5' \  
#t Pc<p6m  
LrdED[Z  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 1)97AkN(O  
 因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 }3WP:Et  
 对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 _XT;   
 实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 [q0^Bn}h  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 7nxH>.,Q>  
*e:I*L  
'bH~KK5  
c*<BU6y  
C %j%>X`  
应用示例详细内容 :! $+dr(d  
^g2Vz4u  
仿真&结果 X<W${L$G  
3TV4|&W;  
1. VirtualLab中SLM的仿真 CO, {/  
M.qv'zV`xG  
 由于可以嵌入组件,VirtualLab可以轻松的实现反射系统(如反射镜,真实透镜等)。 SuI^8^f=  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 `{IL.9M!f  
 为优化计算加入一个旋转平面 >^,?0HP  
ZhRdml4U2  
 |#xBC+  
C^_m>H3b  
2. 参数:双凸球面透镜 w4Hq|N1-Y  
vaVV 1  
L|b[6[XTHL  
 首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 eMn'z]M&]  
 由于对称形状,前后焦距一致。 iW9  
 参数是对应波长532nm。 Ed-3-vJej6  
 透镜材料N-BK7。 ei}(jlQp  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 N<KsQsy=  
NTCFmdbs 6  
<dXeP/1w`  
Tk 'Pv  
,|#biT-<T  
o7PS1qcya<  
3. 结果:双凸球面透镜 \j.l1O  
Y>8JHoV  
]70ZerQ~L  
 生成的礼帽光束是一个干涉图案的叠加,干涉图案的出现时由于像差造成的。 ~(Q#G" t  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 K2v[_a~@  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 -~_|ZnuM9  
%SCt_9u  
.>}Z3jUrf  
Be\@n xV[  
m' |wlI[lq  
4. 参数:优化球面透镜 hc9 ON&L\>  
{+5Ud#\y  
3-Xd9ou  
 然后,使用一个优化后的球面透镜。 W|sU[dxZ  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 {z;K0  
 优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 "HH<5  M  
 透镜材料同样为N-BK7。 ^e $!19g  
v7hw%9(=  
8`1]#Vw  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 BbL]0i  
w7q6v>  
xDS]k]/(T  
mxpw4  
5. 结果:优化的球面透镜 7@k3-?q  
<{YzmN\Z  
^;[_CF _  
 由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 ]!jfrj  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 ofI,[z3  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 ug"4P.wI  
NMC0y|G  
p"H /N_b4  
) jM-5}"  
6. 参数:非球面透镜 0;OZ|;Z  
0 xvSi9  
xwHE,ykE  
 第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 :hWG:`  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 _[l&{,  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 {%&04yq+  
?s)6 YF  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 Ul 85-p  
iO18FfM_  
/t2H%#v{  
lh XD9ed  
@LS%uqs  
7. 结果:非球面透镜 n!Y}D:6c6  
l0ZK)  
*M>~$h7  
 生成期望的高帽光束形状。 +br' 2Pn  
 不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 cbzS7q<)  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 4/ q BD  
S&'s/jB  
e(&u3 #7Nn  
c]$$ap  
u{D]Kc?n  
8. 总结 $DnR[V}rR!  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 ~xws5n}F  
p=i6~   
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 1r*@1y<0"  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 m?8o\|i,  
X_Pbbx_j  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统,如非球面系统。 IEkbVIA(  
G$CSZrP.  
扩展阅读 e~R_bBQ0  
pY%KI  
扩展阅读 {FILt3f;  
 开始视频 i2[8^o`_  
-     光路图介绍 ]xJ. OUJy  
 该应用示例相关文件: !#e+!h@  
-     SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 P^ lzbWj^  
-     SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真
NMrf I0tbG  
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